為探究綜合交叉換乘車站群大型基坑單側(cè)開挖對既有車站變形響應(yīng)影響特征,結(jié)合板殼理論、數(shù)值模擬和現(xiàn)場實測,基于錦城廣場三車站換乘的強(qiáng)近接單側(cè)基坑卸載引起變形和力學(xué)問題展開深入研究,主要得到以下研究成果:（1）強(qiáng)近接基坑開挖誘發(fā)既有車站結(jié)構(gòu)向卸載一側(cè)整體傾倒,其結(jié)構(gòu)側(cè)向變形隨開挖深度增大呈指數(shù)增長,隨開挖長度呈拋物線增長;（2）車站結(jié)構(gòu)整體變形隨附加荷載增大呈線性增大,且結(jié)構(gòu)頂部變形受附加荷載影響較最大變形位置的敏感;（3）既有車站結(jié)構(gòu)變形隨土體重度增大呈線性增大,而隨車站剛度降低呈指數(shù)增大;（4）基于Pearson相關(guān)性分析,開挖深度變化顯著影響車站的側(cè)向結(jié)構(gòu)變形,其次為開挖長度,然后是附加荷載和既有車站剛度,土體重度的影響最不顯著;（5）基于統(tǒng)計分析,位移最值點高度存在上下限,強(qiáng)近接單側(cè)基坑開挖影響最危險區(qū)域為0.59H～0.73H位置,實際施工中宜重視該高度范圍內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。 

【文章來源】：巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2020,39(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：17 頁

【部分圖文】：

錦城廣場站開挖卸載力學(xué)受力Fig.4Layoutofexcavationzoneandforcedistribution(b)錦城廣場站開挖卸載力學(xué)受力示意

第39卷第10期王志杰等：基于強(qiáng)近接大型基坑單側(cè)開挖卸載既有車站變形理論研究2135H+q開挖卸載wqH(b)錦城廣場站開挖卸載力學(xué)受力示意圖圖4錦城廣場站開挖卸載力學(xué)受力Fig.4Layoutofexcavationzoneandforcedistribution3.1基于板殼理論的力學(xué)模型3.1.1三維計算模型構(gòu)建根據(jù)設(shè)計資料及現(xiàn)場調(diào)研(見圖5)，對于既有18號線車站主體結(jié)構(gòu)，南北兩端上部結(jié)構(gòu)采用斜支撐約束，下部圍護(hù)樁插入地層，受土體約束；車站主體中間結(jié)構(gòu)圍護(hù)樁深入土體，可簡化模型邊界條件為南北兩端簡支約束，車站底部固定端約束如圖6(a)所示，本文將既有車站結(jié)構(gòu)考慮為厚度為車站寬度(D)的板單元，基于板殼理論的計算模型如圖6(b)所示，模型邊界考慮為一對邊簡支，第三邊自由，第四邊固支。圍護(hù)樁結(jié)構(gòu)格構(gòu)柱18號線斜支撐(號線端)2918號線斜支撐(號線端)29圖518號線車站斜支撐約束Fig.5Constraintsoninclinedsupportofline18station3.1.2基于板殼理論的位移解如圖6(b)所示，在均勻分布荷載作用下，由薛大偉等[24-25]可假設(shè)總撓度由下式中兩部分位移組成：12(1)簡支結(jié)構(gòu)底部固定端H+q土體荷載開挖卸載簡支約束(a)計算模型三維示意圖yHLqx底部固定端頂部自由邊一對邊簡支車站結(jié)構(gòu)(b)計算模型平面示意圖圖6基于板殼理論的力學(xué)模型Fig.6Mechanicalmodelbasedonplateandshelltheory式中：1為承受均勻載荷q、長度為L的簡支條板的撓度，它可用級數(shù)表示：415541πsinπmqLmxGmL(m=1，3，5，…)(2)式中：G為板的抗彎剛度，由板的彈性模量0E(E)、

2136巖石力學(xué)與工程學(xué)報2020年形，左側(cè)墻受力變形導(dǎo)致右側(cè)墻發(fā)生同步位移，右側(cè)墻變形攜帶左側(cè)墻移動，變形上存在一致性，因此考慮車站結(jié)構(gòu)簡化為剛度等效的板結(jié)構(gòu)厚度截面，彈性模量的轉(zhuǎn)換采用等效剛度法計算：stst00EIEI(4)式中：stE，stI分別為實際車站結(jié)構(gòu)彈性模量和抗彎慣性矩；0E，0I分別為折算后的等效彈性模量和等效抗彎慣性矩。剛度等效示意如圖7所示。HHDD圖7等效剛度計算示意圖Fig.7Calculationdiagramofequivalentstiffness2由級數(shù)式表示：2πsinmmmxYL(m=1，3，5，…)(5)其中，4πππcoshsinhmmmqLmymymyABLYLLGπππsinhcoshmmmymymyCDLLL(6)邊界條件：當(dāng)x=0和L時，有2200x，(7)當(dāng)y=0時，有00y，(8)自由邊的邊界條件為222233320(2)0yHyHyxyxy(9)由S.Timoshenko和S.Vorowski[25]可知，根據(jù)邊界條件可求解得到：554πmAm(10a)25524[(3)(1)cosh2coshπ(1)sinh(1)]/[(3)(1)mmmmmvmB2222cosh(1)(1)]mm(10b)5524[(3)(1)sinhcosh(1+)πsinh(1)cosh(1)]/mmmmmmmmC2222[(3)(1)cosh(1)(1)]mm(10c)mmDC(10d)π/mmHL(10e)而本文所考慮的邊界條件為土體荷載，梯形荷載形式見圖6(a)，故將分布荷載q由線性荷載H(1y/H)q代替，換算之后車站整體結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形形式為4554[

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]北京某深大基坑工程緊鄰既有地鐵車站風(fēng)險分析與控制研究[D]. 郭曉歡.北京交通大學(xué) 2016
[3]基坑開挖引起的變形及對鄰近建筑物的影響[D]. 劉睿.北京交通大學(xué) 2015
[4]北京某基坑工程鄰近既有地鐵車站影響及施工控制研究[D]. 孫夫強(qiáng).北京交通大學(xué) 2014



本文編號：3407253